(57)【要約】【課題】主伝送線の同一点に複数の通信ノードが接続され、その接続部に歪み抑制回路が設けられた通信システムにおいて、通信システムのばらつきに影響されることなく正常に機能するよう、歪み抑制回路の回路パラメータを簡単に設定できるようにする。【解決手段】主伝送路２にハブ４を介して複数の通信ノード１０が接続された通信システムにおいて、ハブ４内でのインピーダンスの不整合により通信信号が歪むのを防止するために、ハブ４内の主伝送路２上（もしくは主伝送路２を構成する通信線間）にコイル等からなる歪み抑制回路８を設ける。そして、この歪み抑制回路８の回路パラメータは、通信システムの配索制約内で通信状態が最も悪い最悪配索を算出し、その算出した最悪配索にて、所定の整合条件（例えば、反射係数０．３３以下、ＶＳＷＲ≦２．０）となるよう、コンピュータによる演算処理にて設定する。【選択図】図１
2010050817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動通信線路からなる主伝送路と、
差動通信トランシーバからなる複数の通信ノードと、
差動通信線路からなり、前記複数の通信ノードを前記主伝送路に接続する複数の分岐伝送路と、
前記分岐伝送路を介して複数の通信ノードが同一点に接続される前記主伝送路の接続部に設けられ、当該接続部から各通信ノードを見たインピーダンスと前記主伝送路の特性インピーダンスとを整合状態に近づけ、波形歪みを抑制する歪み抑制回路と、
を備えた通信システムであって、
前記歪み抑制回路の回路パラメータは、当該通信システムの配索制約内で前記歪み抑制回路がないものとして計算される最悪配索において、前記インピーダンスの整合状態が所定の整合条件を満たすように設定されていることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記歪み抑制回路の回路パラメータは、当該通信システムの配索制約内で当該歪み抑制回路が接続されたものとして計算される最悪配索においても、前記インピーダンスの整合状態が所定の整合条件を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記接続部は、集線装置にて構成されており、前記歪み抑制回路は、当該集線装置内に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
請求項１に記載の通信システムにおいて、分岐伝送路を介して複数の通信ノードが同一点に接続される主伝送路の接続部に設けられる歪み抑制回路の設計方法であって、
前記通信システムを構成する各通信ノードの入出力インピーダンス、前記通信システムを構成する主伝送路及び複数の分岐伝送路の伝送特性、これら各伝送路の配線長、を含む前記通信システムの配索制約内で、通信状態が最も悪くなる最悪配索を算出する最悪配索算出手順と、
最悪配索算出手順で算出した最悪配索の通信システムにおける波形シミュレーションにより、最悪配索の通信システムで正常通信が可能か否かを判定し、正常通信が不可能であれば、前記算出した最悪配索の通信システムにおいて前記主伝送路の接続部に歪み抑制回路を設けるもとのとして、前記接続部から前記各通信ノードを見たときのインピーダンスと前記主伝送路の特性インピーダンスとの整合状態が所定の整合条件を満足するよう、前記歪み抑制回路の回路パラメータを算出する回路パラメータ算出手順と、
回路パラメータ算出手順で算出した回路パラメータの歪み抑制回路を主伝送路の接続部に設けた最悪配索の通信システムにおける波形シミュレーションにより、最悪配索の通信システムで正常通信が可能か否かを判定し、正常通信が可能であれば、前記回路パラメータ算出手順で算出した回路パラメータの歪み抑制回路を、前記通信システムの主伝送路の接続部に設けるものとして設定する歪み抑制回路設定手順と、
を有することを特徴とする歪み抑制回路の設計方法。
【請求項５】
前記回路パラメータ算出手順で歪み抑制回路の回路パラメータが算出されると、その算出された回路パラメータを有する歪み抑制回路を主伝送路の接続部に設けることを前記配索制約に含めて、当該配索制約内で通信状態が最も悪くなる最悪配索を算出する第２の最悪配索算出手順と、
前記第２の最悪配索算出手順で算出した最悪配索の通信システムにおいて、前記接続部から前記各通信ノードを見たときのインピーダンスと前記主伝送路の特性インピーダンスとの整合状態が、前記整合条件を満足するか否かを判定する整合状態判定手順と、
を有し、前記歪み抑制回路設定手順は、前記整合状態判定手順で前記インピーダンスの整合状態が前記整合条件を満足すると判定されたことを条件として、前記第２の最悪配索算出手順にて算出した最悪配索の通信システムにおける波形シミュレーションを行い、当該最悪配索の通信システムで正常通信が可能か否かを判定することを特徴とする請求項４に記載の歪み抑制回路の設計方法。
【請求項６】
前記歪み抑制回路設定手順における波形シミュレーションにより、最悪配索の通信システムで正常通信が不可能であると判断された際には、主伝送路の接続部に設ける歪み抑制回路を回路構成の異なるものに変更して、前記回路パラメータ算出手順以降の処理を再度実行させることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の歪み抑制回路の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主伝送線の同一点に分岐伝送線を介して複数の通信ノードが接続され、その接続部に歪み抑制回路が設けられた通信システム、及び、この通信システムで用いられる歪み抑制回路の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、差動通信トランシーバからなる複数の通信ノードを備え、各通信ノードが集線装置（所謂ハブ）を介して相互に通信可能に接続される通信システムが知られている。
この種の通信システムでは、集線装置を介して主伝送路の同一点に複数の通信ノードが集中して接続されることになるため、その接続部から各通信ノードを見たインピーダンスを、主伝送路の特性インピーダンスのインピーダンスと整合させることができず、その接続部にて通信信号の反射、減衰等が生じて通信波形が歪み、通信速度が高い場合等には、通信不良が発生することがある。
【０００３】
一方、こうした問題を防止するため、上記接続部(換言すれば集線装置内）に、上記各インピーダンスを整合させて波形歪みを抑制する歪み抑制回路を設けることが提案されている（例えば、特許文献１等、参照）。
【特許文献１】特開２００４−８０６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記提案の技術は、集線装置内の主伝送路上で、分岐伝送線を介して各通信ノードが各々接続される接続点の間にコイルを接続し、各接続点で主伝送路を構成している差動通信線の間にコンデンサを接続することで、接続部から各通信ノードを見たインピーダンスと主伝送路側の特性インピーダンスとを整合させて、接続部で通信信号の波形歪みが生じるのを防止するものである。
【０００５】
しかし、特許文献１には、歪み抑制回路の技術思想については開示されているものの、歪み抑制回路を構成する回路パラメータ（コイルやコンデンサの値）の設定手順等については記載されていない。
【０００６】
このため、上記提案の技術を実現するには、実際に通信システムを構築して、歪み抑制回路の回路パラメータを適宜変更しつつ、最適な回路パラメータを決定する、というように、実験的に回路パラメータを設定しなければならない。
【０００７】
しかし、このような実験による設計方法では、回路パラメータが通信システムのばらつきによって不適切なものとならないように、回路パラメータ設定時の各インピーダンスの整合条件を極めて厳しいものにしなければならず、歪み抑制回路の設計に時間がかかるとか、歪み抑制回路が必要以上に高性能になってしまい、コストアップを招くという問題があった。
【０００８】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、主伝送線の同一点に分岐伝送線を介して複数の通信ノードが接続され、その接続部に歪み抑制回路が設けられた通信システムにおいて、通信システムのばらつきに影響されることなく正常に機能するよう、歪み抑制回路の回路パラメータを短時間で簡単に設定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の通信システムにおいては、上記提案の通信システムと同様、分岐伝送路を介して複数の通信ノードが同一点に接続される主伝送路の接続部に、波形歪みを抑制する歪み抑制回路が設けられている。
【００１０】
そして、この歪み抑制回路の回路パラメータは、通信システムの配索制約内で歪み抑制回路がないものとして計算される最悪配索において、接続部から各通信ノードを見たインピーダンスと主伝送路の特性インピーダンスとの整合状態が所定の整合条件を満たすように設定されている。
【００１１】
このため、本発明の通信システムによれば、通信システムを実際に構築した際に生じる主伝送路や分岐伝送路の配線長や伝送特性のばらつきや、各通信ノードの入出力インピーダンスのばらつき等によって、当該通信システムでの通信状態が最も悪くなる条件下（つまり最悪配索時）でも、接続部での上記各インピーダンスの整合状態が所定の整合条件を満たすように、歪み抑制回路の回路パラメータが設定されることになり、この設定時の整合条件を適宜設定することにより、所望の通信品質を確保し得る通信システムを構築できるようになる。
【００１２】
また、最悪配索やインピーダンスの整合状態は、通信システムを分布定数でモデル化することにより、コンピュータを使って算出できることから、歪み抑制回路の設計を短時間で簡単に行うことができるようになり、設計に要するコストを低減できる。
【００１３】
なお、インピーダンスの整合条件は、要求される通信品質に応じて適宜設定すればよいが、例えば、自動車用のネットワーク（所謂車内ＬＡＮ）における次世代通信であるフレックスレイのように、通信速度が１０Ｍｂｐｓ程度となる通信システムでは、インピーダンスの整合条件として「反射係数０．３３以下、ＶＳＷＲ≦２．０」を設定するとよい。
【００１４】
次に、請求項２に記載の通信システムにおいては、歪み抑制回路の回路パラメータが、通信システムの配索制約内で当該歪み抑制回路が接続されたものとして計算される最悪配索においても、インピーダンスの整合状態が所定の整合条件を満たすように設定される。
【００１５】
従って、この通信システムによれば、歪み抑制回路の回路パラメータが、接続部に歪み抑制回路を設けた通信システムでより確実に整合条件を満たすように設定されることになり、歪み抑制回路によって通信品質の低下をより良好に防止することができる。
【００１６】
なお、一般的なネットワークにおいて、複数の通信ノードを、分岐伝送路を介して相互に接続する接続部は、集線装置（所謂ハブ）にて構成されることから、本発明の通信システムにおいても、請求項３に記載のように、接続部は集線装置にて構成し、歪み抑制回路は、この集線装置内に設けるようにするとよい。
【００１７】
一方、請求項４〜請求項６に記載の発明は、上述した本発明の通信システムおいて、分岐伝送路を介して複数の通信ノードが同一点に接続される主伝送路の接続部に設けられる歪み抑制回路を設計する設計方法に関する発明である。
【００１８】
そして、請求項４に記載の設計方法においては、まず、通信システムを構成する各通信ノードの入出力インピーダンス、前記通信システムを構成する主伝送路及び複数の分岐伝送路の伝送特性、これら各伝送路の配線長、を含む通信システムの配索制約内で、通信状態が最も悪くなる最悪配索を算出する（最悪配索算出手順）。
【００１９】
次に、この最悪配索算出手順で最悪配索が算出されると、その最悪配索の通信システムで波形シミュレーションを行うことにより、最悪配索の通信システムで正常通信が可能か否かを判定し、正常通信が不可能であれば、その最悪配索の通信システムにおいて主伝送路の接続部に歪み抑制回路を設けるもとのとして、接続部から各通信ノードを見たときのインピーダンスと主伝送路の特性インピーダンスとの整合状態が所定の整合条件を満足するよう、歪み抑制回路の回路パラメータを算出する（回路パラメータ算出手順）。
【００２０】
そして、この回路パラメータ算出手順で歪み抑制回路の回路パラメータが算出されると、その算出された回路パラメータの歪み抑制回路を主伝送路の接続部に設けた最悪配索の通信システムにおける波形シミュレーションにより、最悪配索の通信システムで正常通信が可能か否かを判定し、正常通信が可能であれば、回路パラメータ算出手順で算出した回路パラメータの歪み抑制回路を、通信システムの主伝送路の接続部に設けるものとして設定する（歪み抑制回路設定手順）。
【００２１】
従って、請求項４に記載の設計方法によれば、本発明（詳しくは請求項１）に記載の通信システムにおいて用いられる歪み抑制回路を設計することができる。
また、この設計方法における各手順は、通信システムを構成する各通信ノードの入出力インピーダンス、前記通信システムを構成する主伝送路及び複数の分岐伝送路の伝送特性、これら各伝送路の配線長、といった配索制約をコンピュータに入力することで、コンピュータの演算処理で全て実現できることから、設計者は、対象となる通信システムで適正に機能する歪み抑制回路を、コンピュータを使って簡単に設計することができる。
【００２２】
次に、請求項５に記載の設計方法は、請求項４に記載の設計方法に、第２の最悪配索算出手順と、整合状態判定手順を追加したものである。
そして、第２の最悪配索算出手順では、回路パラメータ算出手順で算出された回路パラメータを有する歪み抑制回路を主伝送路の接続部に設けることを配索制約に含めて、この配索制約内で通信状態が最も悪くなる最悪配索を算出する。
【００２３】
また、整合状態判定手段では、第２の最悪配索算出手順で算出された最悪配索の通信システムにおいて、接続部での各インピーダンスの整合状態が整合条件を満足するか否かを判定する。
【００２４】
そして、上記歪み抑制回路設定手順では、この整合状態判定手順でインピーダンスの整合状態が前記整合条件を満足すると判定されたことを条件として、第２の最悪配索算出手順にて算出した最悪配索の通信システムにおける波形シミュレーションを行い、当該最悪配索の通信システムで正常通信が可能か否かを判定し、正常通信が可能であれば、回路パラメータ算出手順で算出した回路パラメータの歪み抑制回路を、通信システムの主伝送路の接続部に設けるものとして設定する。
【００２５】
従って、請求項５に記載の設計方法によれば、本発明（詳しくは請求項２）に記載の通信システムにおいて用いられる歪み抑制回路を設計することができる。また、この設計方法で追加した第２の最悪配索算出手順及び整合状態判定手順についても、他の手順と同様、コンピュータの演算処理で実現できることから、設計者は、請求項２に記載の歪み抑制回路を、コンピュータを使って簡単に設計することができる。
【００２６】
ところで、本発明（請求項４又は請求項５）の歪み抑制回路の設計方法において、歪み抑制回路設定手順における波形シミュレーションにより、最悪配索の通信システムで正常通信が不可能であると判断された際には、配索制約内の通信システムに適した歪み抑制回路を設計できなくなるが、この場合には、請求項６に記載のように、主伝送路の接続部に設ける歪み抑制回路を回路構成の異なるものに変更して、再度回路パラメータ算出手順以降の処理を実行するようにするとよい。
【００２７】
つまり、このようにすれば、本発明方法によって配索制約内の通信システムに適した歪み抑制回路を設計できる確率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明が適用された実施形態の通信システムの構成を表す概略構成図である。
本実施形態の通信システムは、所謂車内ＬＡＮを構成するものであり、自動車に搭載されたエンジンＥＣＵ、ボディＥＣＵ、…等の各種電子制御装置、及び、その周辺装置である各種センサ類或いは各種アクチュエータ類を、それぞれ、通信ノード１０とし、これら複数の通信ノード１０を、分岐伝送路６及びハブ４を介して主伝送路２に接続することにより構成されている。
【００２９】
ここで、主伝送路２及び分岐伝送路６は、差動通信線路となるツイストペア線からなり、各通信ノード１０には、通信回路として、これら各伝送路２、６を介して差動通信を行うための差動通信トランシーバＩＣが組み込まれている。
【００３０】
また、ハブ４は、所謂集線装置であり、主伝送路２上に設けられて、複数（本実施形態では３個）の通信ノード１０を一括して主伝送路２に接続する。
また、主伝送路２の両端には、その両端を主伝送路２の特性インピーダンスにて終端する終端抵抗を内蔵した通信ノード１０ａ、１０ｂが接続されている。このため、本実施形態の通信システムにおいては、ハブ４に接続された３個の通信ノード１０に加えて、主伝送路２の両端に接続された２つの通信ノード１０ａ、１０ｂが、主伝送路２及び分岐伝送路６を介して、互いにデータ通信できるようになる。
【００３１】
ところで、ハブ４を、図２（ａ）に示すように、複数の通信ノード１０を主伝送路２の同一点にそのまま接続するように構成すると、その接続点を主伝送路２側から見たインピーダンスが低下して、インピーダンスの不整合が生じ、通信信号の波形歪みが生じることになる。
【００３２】
そして、この場合、主伝送路２では、複数の分岐伝送路６の接続点（つまりハブ４）でインピーダンスが大きく下がることになるので、各通信ノード１０、１０ａ、１０ｂが通信信号を送信する際に、伝送路２，６に多くの電流を流し込まなければならなくなる。
【００３３】
そこで、本実施形態では、ハブ４内に、主伝送路２の各線にそれぞれ直列に設けられて、各分岐伝送路６同士を互いに接続する歪み抑制回路８を設けている。
この歪み抑制回路８は、コイルにて構成されており、コイルのインダクタンスにより、各分岐伝送路６間に所定長の主伝送路２を設けた場合と同じ等価回路をハブ４内に形成している。
【００３４】
このため、本実施形態の通信システムによれば、複数の分岐伝送路６が主伝送路２の同一点に接続される接続部において、ハブ４内で、歪み抑制回路８を含む主伝送路２側から各分岐伝送路６の接続点（換言すれば各通信ノード１０）を見たときのインピーダンスが、それぞれ、各歪み抑制回路８によって、主伝送路２の特性インピーダンスに近づけられることになり、歪み抑制回路８を設けない場合に比べ、ハブ４による複数の分岐伝送路６の接続点で、インピーダンスの不整合によって通信信号の波形歪みが生じるのを抑制することができる。
【００３５】
すなわち、図３は、図１に示した本実施形態の通信システム、及び、図２（ａ）に示した歪み抑制回路８を設けていない通信システムにおいて、それぞれ、主伝送路２の両端に、終端抵抗を内蔵した通信ノード１０ａ、１０ｂを接続し、一方の通信ノード１０ａを送信ノード、他方の通信ノード１０ｂを受信ノードとして、図２（ｂ）に示すように、主伝送路２と受信ノード１０ｂとの接続点、主伝送路２と各分岐伝送路６との接続点（３カ所）、及び、主伝送路２と送信ノード１０ａとの接続点から、受信ノード１０ｂ側を見たときのインピーダンスＺ１〜Ｚ５を算出したシミュレーション結果を反射係数に変換し，極座標にプロットしたもの（スミスチャートと等価なグラフ）である。
【００３６】
そして、各ハブ１４内で複数の分岐伝送路６を直接接続した図２（ａ）の通信システムでは、図３に点線で示すように、上記各接続点が受信ノード１０ｂから離れるに連れて、各接続点でのインピーダンスＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…が主伝送路２の特性インピーダンスから大きくずれるようになり、送信ノード１０ａに最も近い分岐伝送路６の接続点では、インピーダンスの不整合により反射係数が０．５を越えてしまう。
【００３７】
これに対し、本実施形態の通信システムでは、図３に実線で示すように、主伝送路２の各接続点が受信ノード１０ｂから離れるに連れてインピーダンスＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…が変化するものの、そのインピーダンスＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…の変化は小さく、全ての接続点で、反射係数が、ほぼ整合状態とみなせる０．３３以下（図では０．２以下）となる。
【００３８】
従って、本実施形態の通信システムによれば、ハブ４内の各分岐伝送路６の接続点でインピーダンスの不整合が生じ、通信信号に、通信不良となる波形歪みが発生するのを防止することができる。
【００３９】
また、ハブ４内でインピーダンスの不整合が生じるのを防止できるので、各通信ノード１０、１０ａ、１０ｂがデータ送信時に流す電流を少なくして、各通信ノード１０、１０ａ、１０ｂに内蔵される差動通信トランシーバの駆動能力を低減することもできる。
【００４０】
ところで、本実施形態において、歪み抑制回路８の構成及びその回路パラメータ（つまりコイルのインダクタンス値）は、設計装置としてのコンピュータによる演算処理により、通信システムの配索制約内で通信状態が最も悪くなる最悪配索において、上記各インピーダンスＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…と主伝送路２の特性インピーダンスとの整合状態が、所定の整合条件（本実施形態では、反射係数０．３３以下、ＶＳＷＲ≦２．０）を満たすように設定されている。
【００４１】
そこで次に、設計装置としてのコンピュータが歪み抑制回路８の構成及びその回路パラメータを設定する際の設計手順（換言すればコンピュータにて実行されるプログラム）について説明する。
【００４２】
図４は、その設計手順を表すフローチャートである。
図４に示すように、歪み抑制回路８の設計をコンピュータに実行させる際には、まずＳ１００（Ｓはステップを表す）にて、設計者が、通信システムを分布定数でモデル化するのに必要なモデルパラメータを入力する。
【００４３】
具体的には、通信波形の主要な周波数、各通信ノードを構成する差動通信トランシーバの出力インピーダンス（送信時）及び入力インピーダンス（受信時）、主伝送路２及び分岐伝送路６を構成する差動通信線路各部の配線長及びこれら各伝送路２、６の伝送特性（特性インピーダンス等）、通信ネットワークのトポロジ等をモデルパラメータとして入力する。
【００４４】
Ｓ１００にて、通信システムのモデルパラメータが入力されると、Ｓ１１０に移行し、その入力されたモデルパラメータに基づき構築される通信システムにおいて、予め設定された配索制約内で最も通信状態が悪くなる最悪配索を計算する。
【００４５】
なお、最悪の定義は観点により異なるが、例えば、特定のノードの受信電圧が最小、送信ノードに駆動能力以上の電流が流れる、といったことで定義できる。そして、本実施形態では、後述する図５に示す手順で、最悪配索となる各部の配線長（図６に実線及び点線の矢印で示す配線長）を算出する。
【００４６】
次に、Ｓ１２０では、Ｓ１１０で算出した最悪配索で、各通信ノードが通信を行った際の波形シミュレーションを実施し、続くＳ１３０にて、波形シミュレーションで得られた通信波形は、判定基準を満たすか否か（換言すれば判定基準で規定される通信品質で正常通信が可能か否か）を判定する。
【００４７】
そして、通信波形が判定基準を満たしていれば、ハブ４内に歪み抑制回路８を設ける必要がないので、Ｓ２４０に移行して、その旨を表示（設計者に通知）し、当該設計処理を終了する。
【００４８】
一方、通信波形が判定基準を満たしていなければ、Ｓ１４０に移行して、予め設定された複数種類の歪み抑制回路８（図８（ａ）〜（ｄ）参照）の中から、最悪配索の通信システムで生じる波形歪みを抑制するのに適した歪み抑制回路８を選択する。
【００４９】
なお、図８（ａ）に示す歪み抑制回路８は、主伝送路２への各通信ノード１０の接続点の間にコイルを設けることにより構成され、図８（ｂ）に示す歪み抑制回路８は、主伝送路２への各通信ノード１０の接続点の間にコイルと抵抗との並列回路を設けることにより構成され、図８（ｃ）に示す歪み抑制回路８は、ハブ４内で主伝送路２を形成している差動通信線間にコイルを設けることにより構成され、図８（ｄ）に示す歪み抑制回路８は、ハブ４内で主伝送路２を形成している差動通信線間にコイルとコンデンサとの直列回路を設けることにより構成されている。
【００５０】
またＳ１４０では、これらの歪み抑制回路８の中から、最悪配索の通信システムで生じる波形歪みを抑制するのに適したものを選択するが、その選択時には、図７（ａ）に示すように、最悪配索で通信システムを構築した際に得られるスミスチャートを用い、そのスミスチャートの形状に基づき歪み抑制回路８を選択する。
【００５１】
次に、Ｓ１５０では、Ｓ１４０で選択した歪み抑制回路８を最悪配索の通信システムに付加し、Ｓ１６０に移行する。そして、Ｓ１６０では、歪み抑制回路８を付加することによって、歪み抑制回路無しの最悪配索で得られるスミスチャート（図７（ａ）参照）が、図７（ｂ）に示すように、所定の整合条件（反射係数０．３３以下）を満足するスミスチャートに変化するよう、歪み抑制回路８の回路パラメータを設定する。
【００５２】
次に、Ｓ１６０にて、歪み抑制回路８の回路パラメータを設定すると、今度は、Ｓ１７０に移行して、Ｓ１１０で算出した最悪配索の通信システムに、回路パラメータを設定した歪み抑制回路を接続したときの最悪配索を再計算する。
【００５３】
つまり、Ｓ１６０で設定した回路パラメータによっては、歪みを抑制する効果だけでなく、歪み抑制回路８の効果が強くでて、逆に悪化させる場合があるため、Ｓ１７０では、スミスチャート上で最も外側のインピーダンスの軌跡を描く最悪配索を算出し直すのである。
【００５４】
そして、続くＳ１８０では、その再計算した最悪配索のスミスチャートでも、反射係数が所定の整合条件（反射係数０．３３以下）を満足する許容範囲内にあるか否かを判断し、図７（ｃ）に示すように、その再計算した最悪配索のスミスチャートでも、反射係数が許容範囲内にあり、所定の整合条件を満足していれば、Ｓ２００に移行する。
【００５５】
Ｓ２００では、Ｓ１７０で算出した歪み抑制回路８を含む最悪配索で波形シミュレーションを実施し、続くＳ２１０にて、波形シミュレーションで得られた通信波形は、判定基準を満たすか否かを判断する。
【００５６】
そして、通信波形が判定基準を満たしていれば、Ｓ２３０に移行して、Ｓ２００で波形シミュレーションを実施した際の歪み抑制回路の構成及び回路パラメータを設計結果として記憶し、Ｓ２４０にて、その設計結果を表示した後、当該処理を終了する。
【００５７】
一方、Ｓ１８０にて、再計算した最悪配索のスミスチャートでは、反射係数が所定の整合条件（反射係数０．３３以下）を満足しないと判断されると、Ｓ１９０に移行して、回路パラメータは充分探索したか否かを判断する。
【００５８】
そして、回路パラメータは充分探索されておらず、変更可能であれば、Ｓ１６０に移行して、回路パラメータの設定を再度行い、Ｓ１７０以降の処理を実行し、回路パラメータは充分探索されていれば、Ｓ１００に移行し、設計者にモデルパラメータや配索制約の見直しを実施させる。
【００５９】
また、Ｓ２１０にて、通信波形は判定基準を満たしていないと判断されると、回路構成を変更可能な他の歪み抑制回路８があるか否かを判断する。そして、他の歪み抑制回路８があれば、Ｓ１４０に移行して、歪み抑制回路として他の歪み抑制回路を選択して、Ｓ１５０以降の処理を実行し、他の歪み抑制回路８がなければ、Ｓ１００に移行し、設計者にモデルパラメータや配索制約の見直しを実施させる。
【００６０】
次に、Ｓ１１０及びＳ１７０にて実行される最悪配索の計算処理について、図５に示すフローチャートに沿って説明する。
この処理では、まずＳ３１０にて、設計対象となる通信システムでハブ４に接続される全ての通信ノードの中から、送信ノード及び受信ノードを決定する。
【００６１】
そして、続くＳ３２０では、上述したモデルパラメータに基づく配索制約内で、現在着目している受信ノードにもっとも近い接続点から受信ノードをみたインピーダンスが最大となり、その接続点に接続される他の通信ノードをみたインピーダンスが最小となるよう、接続点からこれら各ノードまでの線路長を算出する。
【００６２】
なお、Ｓ３１０にて受信ノードが決定された直後には、その決定された受信ノードが現在着目している受信ノードとなり、Ｓ３２０では、その受信ノード（図６に示す受信ノード「１」）とこの受信ノードに最も近い接続点との間の線路長と、この接続点に接続された通信ノードと接続点との間の分岐伝送路の線路長（図６に実線の矢印で示す線路長）が算出される。
【００６３】
次に、Ｓ３２０にて、上記各線路長が算出されると、Ｓ３３０に移行して、上記各線路長を算出した線路に接続される受信ノードと他の通信ノードとのインピーダンスを合成し、新たな受信ノード（たとえば、図６に示す受信ノード「２」）として設定する。
【００６４】
そして、続くＳ３４０では、Ｓ３３０にて設定された新たな受信ノードと送信ノードとの間に他の通信ノードの接続点があるか否かを判定し、他の通信ノードの接続点があれば、Ｓ３２０に移行して、Ｓ３３０にて設定された新たな受信ノードを着目している受信ノードとして、接続点から受信ノード及び他の通信ノードまでの線路長を算出する。
【００６５】
この結果、図６に示すように、送信ノードと受信ノードとの間にハブ４を介して３つの通信ノードが接続される場合には、Ｓ３１０にて決定された受信ノード側から順に、受信ノード「１」、受信ノード「１」に最も近い通信ノードを含む受信ノード「２」、受信ノード「２」に最も近い通信ノードを含む受信ノード「３」、…というように、最悪配索計算用として着目される４つの受信ノード「１」〜「４」が順に設定され、各受信ノード「１」〜「４」毎に、その受信ノードと接続点との間の線路長及びその接続点と他の通信ノードとの間の線路長が、配索制約内で、それぞれ、接続点から受信ノードをみたインピーダンスが最大となり、接続点から他の通信ノードをみたインピーダンスが最小となるように算出されることになる。
【００６６】
次に、Ｓ３４０にて、新たな通信ノードと送信ノードとの間に他の通信ノードの接続点はないと判断された場合には、Ｓ３５０に移行して、送信ノードから新たな受信ノード（図６では受信ノード「４」）をみたときのインピーダンスが、配索制約内で最大となるよう、送信ノードと新たな受信ノードとの間の線路長を算出する。
【００６７】
そして、続くＳ３６０では、上記Ｓ３１０〜Ｓ３５０の一連の処理を、ハブ４に接続される全ての通信ノードの中から選択可能な全ての送信ノード及び受信ノードの組み合わせについて行ったか否かを判定し、上記Ｓ３１０〜Ｓ３５０の一連の処理が、全ての送信ノード及び受信ノードの組み合わせに対し実行されていなければ、Ｓ３１０に移行して、上記Ｓ３１０〜Ｓ３５０の一連の処理が実行されていない送信ノード及び受信ノードの組み合わせを決定し、上記Ｓ３２０以降の処理を実行する。
【００６８】
一方、上記Ｓ３１０〜Ｓ３５０の一連の処理が、全ての送信ノード及び受信ノードの組み合わせに対し実行されていれば、Ｓ３７０に移行する。そして、Ｓ３７０では、全ての送信ノード及び受信ノードの組み合わせにおいて、受信ノードでの受信電圧が最小となるもの（つまり上記各部の線路長）を最悪配索として設定し、当該処理を終了する。
【００６９】
なお、Ｓ３２０にて、インピーダンスが最小又は最大となる線路長Ｌｅは、次式を変形することにより算出できる。
Ｚin＝Ｚo（Ｚl＋ｊＺo tan(βＬe)）／（Ｚo＋ｊＺl tan(βＬe)）
つまり、上記演算式は、伝送路の特性インピーダンスをＺo 、ノードのインピーダンスをＺl 、線路長をＬe 、位相定数（２πf√ＬＣ、但し、Ｌは線路のインダクタンス、Ｃは線路の容量，fは周波数）をβとして、ノードと伝送路との合成インピーダンスＺinを記述したものであるが、上記演算式を用いれば、合成インピーダンスＺinを最小又は最大とする線路長Ｌｅを求めることができる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態の通信システムにおいては、ハブ４内の各分岐伝送路６の接続点でインピーダンスの不整合が生じ、通信信号に、通信不良となる波形歪みが発生するのを防止するために、図４及び図５のフローチャートに示す設計手順で、ハブ８内に設ける歪み抑制回路８をコンピュータに設計させ、その設計した歪み抑制回路８をハブ８内に設けるようにされている。
【００７１】
このため、設計者は、通信システムを実際に構築して、歪み抑制回路８を実験的に設計する必要がなく、極めて簡単に歪み抑制回路８を設計できる。また、その設計された歪み抑制回路８は、通信システムの配索制約内で通信状態が最も悪くなる最悪配索において、ハブ４に接続される各部のインピーダンスの整合状態が、所定の整合条件（反射係数０．３３以下、ＶＳＷＲ≦２．０）を満たすように設計されることから、所望の通信品質が得られる通信システムを容易に構築できることになる。
【００７２】
たとえば、図９は、ハブ４内に歪み抑制回路８を設けていない図２（ａ）に示す通信システムでの通信信号の信号波形と、ハブ４内に歪み抑制回路８を設けた本実施形態（図１）の通信システムでの通信信号の信号波形とを、比較して表している。そして、この図から、本実施形態の通信システムによれば、上記の手順でコンピュータに設計された歪み抑制回路８をハブ４内に設けることで、通信信号の信号波形が元の矩形波に対し大きく歪むのを防止し、良好なデータ通信を実現できることがわかる。
【００７３】
なお、本実施形態においては、Ｓ１１０の処理が、本発明の最悪配索算出手順に相当し、Ｓ１２０〜Ｓ１６０の処理が、本発明の回路パラメータ算出手順に相当し、Ｓ１７０の処理が、第２の最悪配索算出手順に相当し、Ｓ１８０の処理が、本発明の整合状態判定手順に相当し、Ｓ２００〜Ｓ２４０の処理が、本発明の歪み抑制回路設定手順に相当する。
【００７４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、説明を簡単にするために、通信システムに設けられるハブ４は一つであるものとして説明したが、本発明は、例えば図１０に示すように、２つ（もしくはそれ以上）のハブ４を、主伝送路２上に分散して配置することで、各ハブ４の設置場所付近に存在する複数（図では３つ）の通信ノード１０を主伝送路２に接続するようにした通信システムであっても上記実施形態と同様に適用できる。つまり、この通信システムの場合、複数の通信ノード１０が同一点で接続される接続部（ハブ４）毎に、上記実施形態と同様の手順で歪み抑制回路を設計すれば、所望の通信品質が得られる通信システムを構築できることになる。
【００７５】
また、上記実施形態では、通信システムは、自動車において各種車載装置をデータ通信可能に接続する車内ＬＡＮであるものとして説明したが、本発明は、主伝送路に複数の分岐伝送路が集中して接続される接続点が存在する通信システムであれば、どのようなシステムであっても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施形態の通信システムの構成を表す概略構成図である。
【図２】歪み抑制回路を備えていない通信システムの構成及びその通信システムの接続部で測定されるインピーダンスを表す説明図である。
【図３】図１及び図２の通信システムの接続部でインピーダンスを測定した結果を表すスミスチャートである。
【図４】ハブ内に設ける歪み抑制回路を、コンピュータを使って設計する際の設計手順を表すフローチャートである。
【図５】最悪配索の計算手順を表すフローチャートである。
【図６】最悪配索の計算手順で順次設定される受信ノードの変化を説明する説明図である。
【図７】最悪配索の設計手順で回路パラメータを設定する際に使用されるスミスチャートの変化を表す説明図である。
【図８】回路構成が異なる歪み抑制回路の例を表す説明図である。
【図９】図１及び図２に示す通信システムで通信信号の信号波形を測定した測定結果を表す説明図である。
【図１０】通信システムの他の構成例を表す概略構成図である。
【符号の説明】
【００７７】
２…主伝送路、４…ハブ、６…分岐伝送路、８…歪み抑制回路、１０，１０ａ，１０ｂ…通信ノード。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図３】
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